Macchine e strumenti per prove di trazione
Per la determinazione della resistenza e il comportamento di deformazione alla trazione fino a rottura di un materiale si utilizza uno strumento o una macchina per test di trazione. La scelta della giusta macchina per prove di trazione dipende dal materiale da testare e dagli standard da rispettare.
Cos’è uno strumento di trazione? Tipi di strumenti di trazione Video: zwickiLine Componenti tipici di una macchina Prove di trazione automatizzate Cos’è una prova di trazione? Applicazioni Normative Scelta della macchina giusta
Scopri di più sulle prove di trazione:
Cos’è uno strumento di trazione?
Uno strumento di trazione, noto anche come macchina di prova universale (UTM), è un sistema di prova elettromeccanico che applica una forza di trazione (pull) a un materiale per determinare la resistenza alla trazione e il comportamento di deformazione fino a rottura.
Una macchina per prove di trazione è costituita da cella di carico, traversa, estensimetro, afferraggi, elettronica e sistema di azionamento. È gestita da un software di prova utilizzato per stabilire le impostazioni della macchina e di sicurezza, e memorizzare i parametri di prova definiti dagli standard ASTM e ISO. Durante la prova, vengono registrate la quantità di forza applicata dalla macchina, le proprietà di elasticità e di frattura in compressione (direzione di compressione), o le proprietà di allungamento (direzione di trazione) del provino.
Le macchine di prova ZwickRoell per la resistenza alla trazione, tra cui le macchine zwickiLine, ProLine, AllroundLine e serie E (macchina per prove di trazione per carichi di prova elevati a partire da 330 kN) sono progettate specificamente per soddisfare le esigenze dei clienti in base alla capacità di prova, ai tipi di materiale, alle applicazioni e agli standard industriali come ASTM E8 per i metalli, ASTM D638 per le materie plastiche, ASTM D412 per gli elastomeri e molti altri. Oltre alla sicurezza e all'affidabilità generale del sistema, ZwickRoell progetta e costruisce ogni macchina di prova universale con l'obiettivo di fornire:
- Un alto livello di flessibilità grazie alla facilità di funzionamento
- Adattamenti semplici ai requisiti specifici del cliente e delle normative
- Capacità di crescita “a prova di futuro” per crescere con le tue esigenze
Video: Strumento di trazione zwickiLine
Macchina per prove di trazione zwickiLine per carichi di prova bassi fino a 5 kN
- Installazione da banco e facile trasporto
- Alte prestazioni, flessibile ed economicamente vantaggiosa
- Le applicazioni tipiche includono prove di resistenza alla trazione per il controllo della produzione e dell’accettazione merci, garanzia della qualità, demo e formazione presso università o altri istituti accademici.
Quali sono i componenti principali di una macchina per prove di trazione?
- CELLE DI CARICO (1)
La cella di carico converte la forza di tensione in un segnale elettrico che può essere misurato. Le celle di carico ZwickRoell garantiscono non solo un'elevata qualità del prodotto, ma anche una perfetta compatibilità con tutti i componenti delle nostre macchine. - ESTENSIMETRI (2)
Un estensimetro è un dispositivo che misura l'estensione di un provino, meglio sconosciuta come misura della deformazione. La misurazione della deformazione per le prove di trazione è richiesta da quasi tutti gli standard, come ASTM e ISO. - AFFERRAGGI (3)
Gli afferraggi costituiscono il collegamento meccanico tra il provino e la macchina per prove di trazione. La loro funzione è quella di trasferire il movimento della trasversa al provino e di trasmettere il carico di prova generato nel provino alla cella di carico. - TRAVERSA MOBILE (4)
La traversa mobile è essenzialmente una traversa che viene controllata per il movimento verso l'alto o verso il basso. Per una prova di trazione, la velocità della traversa della macchina di prova è direttamente correlata all’indice di deformazione del provino. - ELETTRONICA (5)
L'elettronica controlla le parti mobili della macchina di prova. La velocità della traversa, e di conseguenza il carico, può essere controllata da un microprocessore nel servo controller a (motore, dispositivo di retroazione e controller). - SOFTWARE (7)
Il nostro software di prova è una soluzione estremamente facile da usare, guidata e basata su Windows, che consente agli Il utenti di impostare il sistema di prova, configurare ed eseguire i test e essere visualizzata i risultati. - SISTEMA DI AZIONAMENTO (6)
Il sistema di azionamento alimenta il motore della macchina per prove di trazione con una quantità e una frequenza variabili, controllando indirettamente la velocità e la coppia del motore.
Tutti i componenti di uno per prove di abrasione di trazione sono progettati per lavorare insieme senza soluzione di continuità.
Prove di trazione automatizzate
Per le prove di trazione automatizzate, la macchina di prova è integrata da un sistema di prova robotizzato, che preleva i campioni da un caricatore e li inserisce negli afferraggi della macchina. È possibile collegare anche un lettore di codici 2D, un dispositivo di misurazione della sezione trasversale o, a seconda della prova, un durometro o un sistema di misurazione della rugosità. Il sistema automatizzato gestisce anche lo smaltimento dei resti dei provini.
I vantaggi offerti dai sistemi robotizzati si applicano sia alle grandi che alle piccole serie di prove:
- Finora le prove di trazione automatizzate sono state utilizzate principalmente da laboratori con elevati volumi di provini. Senza la necessità di un operatore, il sistema completamente automatizzato può essere utilizzato per i turni di notte e durante i fine settimana, con un livello di efficienza elevato e costante, 24 ore su 24, 7 giorni su 7.
- Anche per piccole serie di prove, a partire da circa 10 campioni, un sistema automatizzato si rivela utile. Con l'uso di un semplice sistema di prova robotizzato per test di trazione, il personale qualificato del laboratorio è sollevato dalle responsabilità di routine e quindi può dedicarsi a compiti più complessi.
La prova di trazione completamente automatica elimina le influenze soggettive dell'operatore, come la temperatura della mano o la presa non corretta del provino. Ciò si traduce in un elevato livello di accuratezza e riproducibilità, migliorando notevolmente la qualità dei risultati dei test.
ZwickRoell è leader mondiale nelle prove materiali e dispone una profonda esperienza nelle prove di trazione automatizzate. Abbiamo fornito oltre 600 sistemi di prova automatizzati in tutto il mondo e continuiamo a installare circa 40 sistemi all'anno. Siamo orgogliosi della nostra capacità di abbinare la giusta soluzione di prova alle esigenze aziendali specifiche di ogni cliente, fornendo soluzioni su misura sostenute da partnership di assistenza e supporto a lungo termine.
Se sei interessato a saperne di più sulla soluzione robotizzata più adatta alle vostre esigenze per le prove di trazione, ti invitiamo a contattare il nostro team.
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Cos’è una prova di trazione?
La prova di trazione è un test utilizzato per determinare come un materiale reagisce a una forza applicata (di trazione). Le proprietà che vengono misurate direttamente durante l'esecuzione di una prova di trazione sono la resistenza alla trazione, l'allungamento massimo e la riduzione della strizione. Da queste misurazioni si possono determinare anche le seguenti proprietà: modulo di elasticità (modulo di Young), deformazione (rapporto di Poisson), carico di snervamento e caratteristiche di indurimento da deformazione.
- Resistenza alla trazione finale: la massima sollecitazione di trazione che un materiale può sopportare prima di rompersi.
- Allungamento massimo - la massima deformazione che un materiale può subire prima di rompersi.
- Riduzione della strizione - confronto tra l'area della sezione trasversale originale di un provino e l'area della sezione trasversale minima dello stesso provino dopo la rottura completa. Si usa come indicatore per mostrare in che misura un materiale si deforma quando sottoposto a un carico di trazione.
- Modulo di Young - sostanzialmente la rigidità di un materiale. Indica cioè la facilità con cui un materiale si piega o si allunga:
- Modulo di Young = sforzo/deformazione
- Sforzo = forza/area trasversale
- Deformazione = variazione della lunghezza/lunghezza originale
- Indice di Poisson - il rapporto tra la variazione della larghezza e la variazione della lunghezza nella direzione della forza di allungamento.
- Resistenza allo snervamento - la massima sollecitazione di trazione che un materiale elastico può subire prima che si verifichi una deformazione permanente.
- Caratteristiche dell'incrudimento da deformazione - l'incrudimento da deformazione, detto anche incrudimento da lavoro, si verifica quando un materiale viene allungato oltre il punto di snervamento. L'incrudimento aumenta la resistenza meccanica e la durezza, ma diminuisce la duttilità. I produttori possono utilizzare queste informazioni per determinare il materiale che soddisfa i loro requisiti di duttilità mantenendo la massima resistenza possibile.
I dati ottenuti durante una prova di trazione possono essere tracciati su un grafico per produrre una curva di sollecitazione/deformazione.
Il grafico di sollecitazione/deformazione mostra una curva con un alto livello di indurimento da deformazione (1) e un basso livello di indurimento da deformazione (2) dopo il punto di snervamento.
I produttori di ogni settore, dalle materie plastiche ai compositi, dall'industria automobilistica a quella alimentare e delle bevande, fino all'industria medicale e farmaceutica severamente regolamentata, utilizzano i sistemi per le prove di trazione per eseguire test standard del settore, al fine di misurare con precisione le caratteristiche dei loro materiali, assicurare la conformità alle normative e, in ultima analisi, essere in grado di garantire la qualità e la sicurezza dei loro prodotti.
Esempi di applicazione delle prove di trazione
- Imballaggi in plastica - la forza di trazione viene applicata a un campione di materiale plastico per aiutare i produttori a determinare le caratteristiche protettive della plastica quando è sottoposta a forze di trazione come quelle che si verificano, ad esempio, durante i processi di spedizione.
- Barre d'acciaio per cemento armato - le prove di trazione su campioni metallici sono utilizzate per determinare varie proprietà meccaniche come la resistenza allo snervamento, la resistenza alla trazione finale, l'allungamento e la riduzione della strizione in modo che i produttori non solo soddisfino la qualità e le proprietà richieste dalle loro specifiche, ma siano anche conformi agli standard industriali per garantire che i prodotti siano sicuri da usare sul mercato.
- Composti di gomma per pneumatici: l'allungamento e la resistenza alla trazione della gomma per pneumatici vengono testati per il controllo della qualità, al fine di evitare guasti come la separazione del battistrada e lo scoppio.
Normative più diffuse per le prove di trazione
ASTM e ISO sono due normative comunemente utilizzate per le prove sui materiali. Questi sono alcuni degli standard più utilizzati per le prove di trazione:
- Metalli - ASTM E8 / ASTM E21 / ISO 6892-1 / ISO 6892-2
- Materie plastiche - ASTM D638 / ISO 527-2
- Gomma ed elastomeri- ASTM D412 / ISO 37
- Compositi rinforzati con fibre - ASTM D3039
Quali sono le caratteristiche fondamentali che una macchina di prova universale deve avere?
Dopo la qualità, l'affidabilità dei risultati di prova, il costo e l'applicazione, molti altri fattori devono essere presi in considerazione nella scelta della macchina:
- Flessibilità - la capacità di testare una vasta gamma di materiali in un ampio intervallo di carico, l'integrazione e il facile cambio di accessori specificamente progettati per gli standard industriali, i diversi materiali e applicazioni, la possibilità di utilizzare la macchina con o senza PC e la modularità meccanica che permette l'espansione e l'adattamento della macchina utilizzando svariati accessori di prova e afferraggi disponibili. Tutte queste caratteristiche contribuiscono a garantire una flessibilità complessiva della tua macchina di prova.
- Sicurezza – la sicurezza del tuo strumento di trazione è fondamentale, si estende dall'implementazione delle caratteristiche di sicurezza fisica come porte di sicurezza esterne, recinzioni di sicurezza, interblocchi e interruttori di fine corsa fino al monitoraggio del sistema software e alla gestione dell'utente. ZwickRoell si impegna a progettare i sistemi di prova mettendo in primo piano la sicurezza di operatori e macchine.
- Facilità di utilizzo – la chiave è scegliere un sistema di prova che sia all’avanguardia per design e funzionalità, e allo stesso tempo permetta agli operatori di installare facilmente i dispositivi di prova, stabilire le configurazioni, implementare i programmi di test, eseguire le prove e analizzarne i risultati.
- Adattabilità - le esigenze di mercato e i requisiti delle normative sono in continua evoluzione, per questo quando si decide di acquistare uno strumento di trazione è necessario assicurarsi che la macchina (accessori, elettronica, programmi software inclusi) sia in grado di adattarsi a questi cambiamenti.
- Software – il software di prova ha lo scopo di rendere il processo di prova più facile per l'operatore e garantire configurazioni uniformi e conformi agli standard. Il nostro software è progettato tenendo conto del flusso di lavoro dell'utente e del laboratorio.
- Biblioteca delle normative – il nostro software include oltre 600 programmi di prova standard, consentendo di selezionare il giusto programma conforme agli standard per la tua applicazione, semplificando il setup e la configurazione dei test e, in definitiva, risparmiando tempo, fatica e riducendo la possibilità di errori. Per tutti gli altri test, o se si vuole configurare liberamente la sequenza di prova, il nostro software offre programmi master predefiniti.
- Assistente wizard intelligente – guida l'utente attraverso la configurazione del test, controllando automaticamente i dati per la plausibilità.
- Report – che siano semplici o personalizzati, i nostri software permettono di definire i report con possibilità virtualmente illimitate insieme alla possibilità di salvare, esportare e stampare.
- Automazione - l'uso dell'automazione nei test sui materiali è in aumento, soprattutto perché anche le più piccole interferenze possono alterare i valori misurati. ZwickRoell offre un'ampia gamma di possibilità di automazione nelle prove materiali. I sistemi vanno dall'automazione efficiente di test di piccole serie utilizzando robot che collaborano nel lab, fino a laboratori di completamente automatizzati che lavorano 24 ore su 24.
- Assistenza post vendita – ZwickRoell fornisce servizi di assistenza personalizzati per l'intero ciclo di vita della tua macchina di prova materiali. Offriamo servizi di calibrazione avanzati, manutenzione e ispezione preventiva, corsi di formazione, servizi di trasferimento delle macchine, servizi di qualificazione, hotline e assistenza clienti, disponibilità garantita di parti di ricambio per almeno 10 anni dopo la cessazione della produzione di un prodotto.
- Stabilità dell'azienda - la storia di ZwickRoell risale a più di 160 anni fa e poggia su una solida base di 187 esperti di prodotti e di industrie, 347 addetti all'assistenza e 80.000.000 test effettuati ogni anno dalle nostre macchine.
FAQ
Uno strumento di trazione, noto anche come pull tester o macchina di prova universale (UTM), è un sistema di prova elettromeccanico che applica una forza di trazione (pull) a un materiale per determinare la resistenza alla trazione e il comportamento di deformazione fino a rottura.
Per testare la resistenza alla trazione, si utilizza una macchina per prove di trazione (tensile tester), o macchina di prova universale, cioè una macchina per prove sui materiali. Questo sistema di prova elettromeccanico applica una forza e una deformazione controllate a un materiale e misura la forza necessaria per allungare il materiale fino al punto di deformazione permanente o di rottura.
Innanzitutto, il provino viene afferrato nelle guancette della macchina di prova universale, successivamente viene allungato uniformemente fino alla rottura. Durante l'intera durata della prova, la deformazione e la forza di trazione vengono misurate, registrate e valutate.
